Стратиграфический и формационный анализы осадочных и осадочнометаморфических толщ

• Название: Стратиграфический и формационный анализы осадочных и осадочнометаморфических толщ
• Дата: 22.09.2018
• Размер: 172.8 Kb.
• Имя файла: Litologia.docx
• Тип: Документы; #51304
• страница: 6 из 8

15) Осадочно-вулканогенные месторождения меди и полиметаллов.

Вулканогенно-осадочные месторождения - это залежи полезных ископаемых, сформировавшиеся в результате поступления в бассейны древних и современных морей и океанов минеральных продуктов, образующихся при извержениях вулканов на дне моря, островах и вдоль берегов и осаждения этих продуктов в форме пластов, плит и желваков.

Вулканогенные компоненты полезных ископаемых могли поступать на площади осадконакопления в растворах вулканического газа и горячих вод вулканического происхождения, в адсорбированном состоянии на поверхности вулканического пепла, при разложении остывших лав и пеплов морской водой, вследствие выщелачивания и выноса из лавовых пород и пеплов вулканическими газовыми и жидкими растворами. К вулканогенно-осадочным месторождениям относятся крупные пластовые залежи железных и марганцевых руд, сложенные силикатами, карбонатами, окислами и гидроокислами этих металлов, а также колчеданные руды, в состав которых входят сульфидные соединения железа, меди, цинка, иногда свинца, бария, кальция.

Добыча медных руд на Урале была начата еще в XVII веке. В 1630 г. на р.Яйве в Пермском Приуралье выявлены пласты медистых песчаников. В последующие годы в Предуральской зоне на территории современных Пермской, Оренбургской областей и Республики Башкортостан разрабатывались многочисленные мелкие месторождения медистых песчаников в отложениях пермского возраста (Г.И.Водорезов, А.И.Демчук, 1966). Однако на западном склоне Полярного Урала имеются площади, перспективные на открытие промышленных месторождений медистых песчаников. На этой площади выявлены Косьюнское, Минисейское, Саурипейское, Молюдвожское и Падьягинское рудопроявления медистых песчаников. Прогнозируемые ресурсы меди в этом районе оцениваются примерно в 4 млн т.

Промышленное значение имеют следующие типы меднорудных месторождений: медноколчеданные, скарновые медно-магенетитовые, медно-титаномагнетитовые и медно-порфировые.

Медноколчеданные и медно-цинковые колчеданные месторождения начали эксплуатироваться с начала XIX века, когда были открыты Калатинское (в окрестностях г. Кировграда), Колпаковское (Кабанское), Богомоловское (Красногвардейское) в г. Красноуральске и другие месторождения на территории Свердловской области. Позднее медные и медно-цинковые колчеданные месторождения выявлены в Республике Башкортостан, в Челябинской, Оренбургской и Актюбинской областях. Всего на Урале обнаружено более 100 колчеданных месторождений и Урал превратился в одну из крупнейших медноколчеданных провинций мира .

Все они залегают среди вулканических пород ордовик-силурийского и девонского возраста. В указанные геологические периоды на Урале действовали многочисленные наземные и подводные вулканы, извергавшие раскаленные лавы и обломочный (туфовый) материал. Вулканы выделяли сернистые газы и горячие воды, насыщенные металлами - железом, медью, цинком и др. Из этих выделений вблизи огнедышащих вулканов на морском дне и в подстилающих породах отлагались руды, состоящие из сульфидов железа, меди и цинка, получившие название колчеданов.

Основным минералом колчеданных руд является пирит (FeS2). Он составляет преобладающую часть (50-90%) объема колчеданных руд. Медьсодержащий минерал - халькопирит (CuFeS2) и цинксодержащий минерал - сфалерит (ZnS) присутствуют в руде в меньших количествах, составляя в сумме 5-15%, но в них заключена главная ценность колчеданных руд. Второстепенными минералами в этих рудах являются пирротин, теннантит, борнит, галенит, барит, кварц, серицит, хлорит и др. Содержания в промышленных колчеданных рудах составляют: меди - 0,5-3,0%, цинка - 1,0-4,0%. В малых количествах в рудах присутствуют золото (около 1 г/т) и серебро (5-10 г/т)..

Рудные тела колчеданных месторождений залегают в виде пластов, линз и тел неправильной формы среди вулканических пород: базальтов, андезитов, дацитов, риолитов. Под рудными телами, наряду с вулканитами, присутствуют осадочные породы: песчаники, кремнистые сланцы, яшмы, известняки. Как правило, рудные тела залегают согласно с вмещающими породами. Размеры колчеданных залежей различны: длина по простиранию от 100-200 м до 3-4 км (Гайское и Дегтярское месторождения), протяженность по падению иногда превышает 1000 м (Гайское месторождение), мощность от 1-2 м до 260 м (Сибайское месторождение).

Сравнительное изучение многочисленных медно-цинковых колчеданных месторождений Урала позволило выделить 4 их типа, отличающиеся геологическим строением, составом руд и геодинамическими условиями формирования: кипрскийй, бесси, уральский и баймакский (V.A.Prokin, F.P.Buslaev, A.P. Nasedkin, 1998).

К кипрскому типу относятся месторождения медноколчеданных руд Летнее, Маукское, Зюзельское и другие, залегающие среди толеитовых базальтов в основании палеозойского вулканогенного разреза Урала. Рудные тела этих месторождений имеют пластообразную форму, залегают согласно c вмещающими породами; в них отсутствует четкая минералого-геохимическая зональность.

Тип бесси представлен цинково-медными колчеданными месторождениями Ворошиловским, Дегтярским, Красногвардейским и другими, залегающими среди вулканогенно-осадочных толщ, представляющих переслаивание осадочных обломочных пород с базальтами и андезитами. Многие рудные тела имеют пластовую лентовидную форму, характерную для грабеновых структур. Медь в рудах или преобладает над цинком, или эти металлы содержатся в одинаковых количествах (1,0-3,0 %). Зональность рудных тел выражается в возрастании содержаний меди и цинка от лежачего бока к висячему, а в крутопадающих колчеданных залежах - от нижних их частей к верхним.

Медно-цинковые колчеданные месторождения уральского типа распространены на Южном Урале. Представителями этого типа являются Гайское, Сибайское, Подольское, Узельгинское и другие. Рассматриваемые месторождения залегают среди вулканитов риолит-базальтовой формации, образующих крупные вулканические постройки размером до 20 км в диаметре. Рудные залежи имеют форму линз, пластов, штоков, грибовидных и воронковидных рудных тел. Они обычно залегают в кальдерных депрессиях и ассоциируют с кислыми вулканитами. Наряду с основными минералами, в рудах присутствуют теннантит и марказит. В некоторых месторождениях заметную роль играют борнит и пирротин. Вблизи лежачего бока располагается зона крупнозернистого пирита, которая выше сменяется мелкозернистой халькопирит-пиритовой рудой. Последняя вблизи висячего бока и на флангах рудных тел переходит в сфалерит-халькопирит-пиритовую руду тонкозернистой, глобулярной и колломорфной текстуры.

Барит-медно-цинковые месторождения баймакского типа распространены в основном в Баймакском рудном районе Южного Урала: Бакр-Тау, Таш-Тау, Вишневское и др. Рассматриваемые месторождения находятся в верхней части разреза бимодальной риолит-базальтовой формации и ассоциируют с субвулканическими интрузиями кварцевых порфиров. Рудные тела имеют сложную форму, представляющую собой комбинацию пластов, линз и штоков. Массивные руды приурочены к прослоям туфов и вулканомиктовых песчаников, а прожилково-вкрапленные руды располагаются в субвулканических кварцевых порфирах и вмещающих их породах. Наряду с главными минералами, в рудах присутствуют барит, галенит, теннантит, борнит, дигенит, германит, аргентит, золото.

Из приведенного обзора типов колчеданных месторождений следует вывод об эволюции колчеданного оруденения на Урале во времени в пределах продуктивного тектономагматического этапа: 1 - изменение состава рудоносных вулканитов - от базальтов к риолит-базальтовым ассоциациям и, наконец, к кислым вулканитам; 2 - последовательное усложнение форм рудных тел и их минерального состава; 3 - улучшение качества руд.

Ранее считалось, что все медноколчеданные месторождения Урала формировались гидротермально-метасоматическим путем в зонах рассланцевания. Исследованиями С.Н.Иванова, вслед за А.Н.Заварицким, доказано, что многие их них эксгаляционно-осадочные, сформировавшиеся в связи с силуро-девонским подводным вулканизмом.

Скарновые медно-магнетитовые месторождения по геологическому строению сходны с железорудными скарново-магенетитовыми. Они также залегают в зонах контактов интрузивных тел - диоритов, кварцевых диоритов, гранодиоритов с известняками, туфами и туффитами. Все месторождения залегают в породах краснотурьинской свиты, сложенной андезитовыми порфиритами, их туфами, туффитами и известняками нижнедевонского возраста. В перечисленные породы внедрились небольшие интрузии гранодиоритов и кварцевых диоритов. В контактах этих интрузивных тел с известняками, туфами и туффитами и располагаются меднорудные тела, окруженные зонами гранатовых, пироксеновых и эпидот-пироксеновых скарнов. Считается, что скарны образовались при взаимодействии горячих рудоносных растворов и газов, сопровождавших внедрение расплавленных магм, с вмещающими породами. Рудные тела сложены магнетитом, гранатом, пиритом, халькопиритом, пирротином. По условиям залегания они делятся на крутопадающие и пологолежащие (Вадимо-Александровское месторождение).

Медно-титаномагнетитовые месторождения по своей геологической позиции сходны с титаномагнетитовыми месторождениями. Они также приурочены к габбровым массивам Платиноносного пояса габбровых и габбро-перидотитовых интрузий. Интерес к этим рудам возобновился лишь в 60-х гг. настоящего столетия после открытия крупного Волковского месторождения, расположенного в 25 км к северу от г. Нижнего Тагила.

Волковское медно-титаномагнетитовое месторождение залегает в северо-восточной части одноименного габбрового массива, сложенного оливиновыми, пироксеновыми и биотитсодержащими габбро, габбро-диоритами и диоритами. В породах Волковского интрузивного массива наблюдается полосчатая текстура, параллельная его внешнему контуру.

Рудная минерализация в виде вкрапленности и прожилков титаномагнетита, борнита, халькопирита, пирита и апатита приурочена к пироксеновым габбро и ориентирована вдоль полосчатости. На этих участках по результатам химанализов керна скважин выделены 34 рудных тела. Длина их по простиранию меняется от 50 до 2270 м, по падению - от 50 до 950 м, при мощности от 2 до 100м. Среднее содержание полезных компонентов по Волковскому месторождению составляет, %: железа - 16,60, меди - 0,90, двуокиси титана - 1,83, пятиокиси ванадия - 0,29, пятиокиси фосфора - 3,90.

Медно-порфировые месторождения. В отличие от медноколчеданных залежей, представленных массивными рудами, медно-порфировые месторождения содержат лишь 5-10% рудных минералов: халькопирита, пирита, борнита, теннантита, сфалерита, молибденита, рассеянных в горной породе в виде отдельных зерен - “порфировых” выделений и тонких прожилков. Система пересекающихся прожилков рудных минералов образует сетчатую или штокверковую текстуру руды. Рудная минерализация обычно развита в интрузивной породе: граните, диорите, кварцевом порфире, реже в габбро, а также распространяется на боковые вулканогенные и вулканогенно-осадочные породы. Горные породы, вмещающие медно-порфировую минерализацию, в той или иной степени замещены вторичными минералами: хлоритом, серицитом, карбонатом, эпидотом, актинолитом, биотитом. Содержание в рудах полезных металлов составляет (%): меди - 0,3-0,6, цинка - 0,1-0,2, молибдена - 0,1-0,01.

Медно-порфировые месторождения образовались гидротермальным способом в связи с остыванием материнских интрузий и сопровождающих их флюидов. Рудоносные интрузии имеют небольшие размеры, составляющие сотни метров и первые километры. Они ассоциируют обычно с вулканическими породами. Предполагается, что эти интрузивы образовались под вулканами на глубинах 1-3 км. Рудная минерализация, как правило, не охватывает весь интрузивный массив, а приурочена лишь к краевой части последнего, осложненной разрывными нарушениями.

Медно-порфировые месторождения распространены в Тагило-Магнитогорской и Восточно-Уральской зонах.

До настоящего времени медно-порфировые месторождения не эксплуатировались в связи с низкими содержаниями меди. Однако некоторые из них имеют большие размеры и значительные запасы меди. Запасы меди в некоторых из перечисленных выше месторождений оцениваются в сотни тысяч тонн. Так, количество меди на Салаватском месторождении при бортовом содержании 0,3% определяется в 500 тыс. т, на Михеевском месторождении - более 1 млн т. Несмотря на низкое содержание меди в руде, при добыче медно-порфировых руд открытыми карьерами они могут рентабельно отрабатываться.

Свинцово-цинковая минерализация на Урале имеет ограниченное распространение. Небольшие месторождения свинцово-цинковых руд известны в Центрально-Уральской зоне. Они залегают среди осадочных пород позднепротерозойского и ордовикского возраста.

Среди позднепротерозойских отложений находятся Верхне-Аршинское и Кужинское месторождения на Южном Урале. Первое из них расположено к северу от пос. Тирляна Белорецкого района в Республике Башкортостан.

Среди ордовикских осадочных пород - песчаников, алевролитов, аргиллитов - залегают Саурейское и Нижнеталотинское месторождения на Полярном Урале . Саурейское месторождение предварительно разведано. Оно представлено преимущественно вкрапленными и прожилково-вкрапленными рудами. Рудное тело залегает согласно со слоистостью и падает на запад под углом 65-80о. Руды прослежены по простиранию до 900 м, по падению - 650 м при мощности 0,2-5,0 м. Главными рудными минералами являются галенит, сфалерит, халькопирит, пирит, барит. Содержание в руде составляет (в %): свинца - 0,6-10, цинка - до 1, серебра - до 200 г/т, бария - до 5 (И.А. Никулина, 1987).
16) Месторождения агрономического сырья.

МИНЕРАЛЬНЫЕ СОЛИ

К минеральным солям относятся водорастворимые хлориды, сульфаты и карбонаты щелочных и щелочноземельных металлов, а также сравнительно редких боратов, бромидов и йодидов. Наиболее важное промышленное значение имеют следующие: хлориды – галит NaCl, сильвин KCl, бишофит MgCl2∙6H2O, карналлит KCl∙MgCl2∙6H2O; сульфаты – кизерит MgSO4∙H2O, эпсомит MgSO4 ∙7H2O, тенардит Na2SO4, мирабилит Na2SO4∙10H2O; карбонаты – натрон (при-родная сода) Na2CO3∙H2O.

Минеральные соли в природе образуют твердые осадки (соляные породы) и рассолы (рапа) как древние (погребенные), так и современные. Соляные породы содержат в переменных количествах галит, гипс и ангидрит, карбонаты (кальцит, доломит), глинистые минералы, алевритовые частицы.

Наиболее важными в промышленном отношении являются следующие соляные породы:

1) каменная соль состоит из галита; 2) сильвинит или сильвиновая порода; 3) карналлитит или карналлитовая порода.

Важнейшими свойствами солей и соляных пород являются их высокая растворимость, пластичность и гигроскопичность. Промышленное использование солей разнообразно. Самый распространенный из них - хлористый натрий – используется для получения более 1500 разнообразных продуктов.

Каменная соль разделяется на пищевую, кормовую и техническую. В пищевой соли должно быть не менее 97 % NaCl. До 65 % добываемой каменной соли используется как пищевая соль и в качестве консерванта. Кормовая соль идет на корм скоту и для заготовки различных кормов. Техническая соль – исходный продукт химической промышленности - служит для получения каустической и кальцинированной соды, хлора, соляной кислоты, нашатыря, хлорной извести и др., а также используется в лакокрасочной, текстильной, фармацевтической, кожевенной, нефтяной и др. производстве. Элементарный натрий применяется как теплоноситель в атомных реакторах, цианистый натрий – при извлечении золота из руд, хлор – в производстве инсектицидов, винипласта и других соединений.

Месторождения твердых солей являются осадочными, возникшими из истинных растворов в особых солеродных бассейнах с ограниченным доступом минерализованных вод в аридных климатических условиях. По способу и времени отложения различают месторождения современные внутриконтинентальные озерные и прибрежно-морские, ископаемые (древние), рассолов и соля-ных источников.

Ископаемые месторождения каменной соли. По условиям залегания соляных пород выделяют три основных типа месторождений: 1) пластовые со спокойным залеганием пластов; 2) пластовые дислоцированные складчатые; 3) солянокупольные. Для месторождений первых двух типов характерно слоистое внутреннее строение, пластовая и линзовидная форма залежей. В связи с высокой пластичностью солей часто возникают складки течения, иногда наблюдаются раздувы. Примером является Славяно-Артемовское месторождение на Украине.

В солянокупольных месторождениях соляные купола слагают ядра округлых или вытянутых брахиантиклиналей. Мощность соли в ядре купола достигает нескольких километров. Соляные массивы (купола или штоки) имеют форму цилиндрических или округлых грибообразных тел (месторождение Илецкое в Оренбурской области). Площадь соляных куполов составляет десятки квадратных километров. Вокруг соляных куполов распространены кольцеобразные компенсационные впадины.

Ископаемые месторождения калийно-магниевых хлоридных солей, представлены субгоризонтальными пластовыми залежами и линзами мощностью в несколько метров, иногда с участками, осложненными соляной тектоникой, складчатостью, выполнены сильвином, карналлитом и галитом, переслаивающимися с каменной солью (месторождения Верхнекамского, здесь в сухом остатке солей об-наружено 20-25 г/т Аu и ЭПГ), Припятского в Белоруссии, Саскачеванского в Канаде).

Месторождения рассолов и соляных источников представлены концентрированными рассолами, циркулирующими в породах и трещинных зонах. При выходе таких рассолов на поверхность возникают соляные источники.

Подземные воды хлоридно-сульфатно-содового состава известны на большинстве нефтяных и газовых месторождений Северного Кавказа, Азербайджана, Западной Си-бири. Из этих вод можно извлекать соду, буру, йод, бром, поваренную соль.

ФОСФАТНОЕ СЫРЬЕ (АПАТИТЫ И ФОСФОРИТЫ)

Среднее содержание фосфора в земной коре менее 0,1 % (или 0,25 % P2O5). Наиболее высокие концентрации P2O5 отмечаются в магматических щелочных и основных породах. Хотя общее число минералов фосфора превышает 200, свыше 95 % его в земной коре связано с апатитом, который встречается в большинстве изверженных пород в качестве акцессорного минерала.

Промышленное значение имеют два главных вида минерального сырья – апатиты и фосфориты.

Апатит Ca5[PO4]3(F,Cl,OH). В зависимости от содержания выделяются фтор-, хлор-, гидроксилапатит, чаще встречается фтор-апатит. В качестве примесей могут присутствовать Sr, Ba, Mg, Mn, TR и др. Апатит отмечается во всех интрузивных, многих метаморфогенных, осадочных, реже эффузивных породах. Часто ассоциирует с нефелином, эгирином, ильменитом, сфеном.

Фосфориты – это горные осадочные породы, существенную часть которых составляют фосфаты и многочисленные включения других минералов (кварца, глауконита, кальцита, глинистых минералов и др.). Часто наблюдается содержание элементов-примесей: U, TR, Sr, реже V, Ti, Zr и др.

Таким образом, фосфатное сырье представлено двумя главнейшими типами руд: апатитовыми и фосфоритовыми; в первых апатит образует яснокристаллический агрегат, во-вторых – фосфаты кальция из группы апатита представлены скрыто- или микрокри-сталлическими образованиями. Месторождения апатита связаны с изверженными и метаморфическими породами, образуясь в результате эндогенных процессов, в то время как месторождения фосфоритов – с осадочными породами, формируясь в результате экзогенных процессов. Качество фосфоритов оценивается по содержанию P2O5 и вредных примесей MgO, Fe2O3, CO2, Al2O3 и др. По минеральному составу и текстурно-структурным признакам фосфориты разделяют на природные литологические типы: микрозернистые, зернистые, тонкозернистые, оолитово-зернистые, желваковистые (конкреционные), галечниковые и конгломератовые, ракушечные, рыхлые и каменистые.

Кроме этого, резко подчиненную роль в общем балансе фосфатного сырья имеют крупные скопления гуано – продукты выделения морских птиц, приуроченные главным образом к островам и прибрежным районам низких широт. В результате их разложения содержание фосфата возрастает. Современное гуано содержит 10 – 12 % P2O5, выщелоченное – 20-32 %.

Подавляющая масса фосфатного сырья (более 95 %) используется для производства фосфорных и комбинированных минеральных удобрений. В результате химической переработки получают простой и двойной суперфосфат, аммофос, нитрофос и нитрофоску. Удобрения указанных видов получают переработкой сырья, содержащего около 28 % P2O5 и ограниченного количества вредных примесей. Соединения фосфора используют и в других отраслях промышленности: для смягчения воды, в качестве моющих веществ, для пропитки деревянных изделий, в спичечном производстве, пиротехнике, органическом синтезе различных лекарственных препара-тов.

Наиболее благоприятными для формирования месторождений были условия активизации древних платформ с типоморфными формациями агпаитовых нефелиновых сиенитов и щелочно-ультраосновных карбонатитовых комплексов. С режимом протоактивизации (в раннем протерозое) связано формирование древних щелочно-ультраосновных комплексов с апатитовой и апатит-редкометальной минерализацией.

Среди промышленных месторождений апатита выделяется ряд генетических типов: магматические, карбонатитовые, скарновые, гидротермальные, метаморфогенные, месторождения выветривания. В России наибольшую промышленную ценность представляют магматические и карбонатитовые месторождения.

Месторождения апатитовой формации связаны с габбро-сиенитовыми интрузиями, которые приурочены к участкам пересечения глубинных разломов. Это сложные много-фазные тела с бедными апатитовыми рудами (содержание P2O5 2 – 4 %), однако руды хорошо обогащаются, и в концентрате содержание P2O5 35 %, запасы руд значительные. Примером является Ошурковское месторождение в Бурятии.

Месторождения апатит-нефелиновой формации являются главнейшим геолого-промышленным типом месторождений, с которым связана подавляющая часть запасов и добычи этого сырья. Месторождения приурочены к крупным многофазным концентрически-зональным интрузиям агпаитовых нефелиновых сиенитов и ийолит-уртитов. Это месторождения Хибинского и Ловозерского массивов (Кукисвумчорр, Юкспор, Расвумчорр и др.).

Месторождения апатит-магнетитовой формации связаны с габбро-сиенитами, габбро-пироксенит-дунитами (месторождение Кирунаваара и другие в Северной Швеции). Руды комплексные: апатит ассоциирует с магнетитом. Промышленные руды содержат 58-70 % железа и 0,01-3,6 % P2O5.

Платформенные месторождения фосфоритов представлены изометричными или вытянутыми на сотни и тысячи квадратных километров залежами. Фосфориты входят в состав маломощных органогенно-терригенных формаций. В разрезе формаций 1 – 3 рабочих пла-ста фосфоритов суммарной мощностью 1 – 4 метра, сложенных ракушечными или желваковыми типами руд. Основные породообразующие минералы фосфоритов – фосфаты, глауконит, кварц, кальцит, сидерит, глинистые минералы. В рудах встреча-ются многочисленные фораминиферы, радиолярии, спикули губок и другая фауна. Фосфориты и вмещающие породы залегают практически горизонтально. Содержание P2O5 3 –18 %, руды нуждаются в обогащении.

В мировом балансе фосфатного сырья такие месторождения имеют небольшое значе-ние (около 3,5 %). Для России их роль достаточно велика как по запасам (около 25 %), так и по добыче (10 – 11%). Основные запасы сосредоточены в Восточно-Европейской провинции, в состав которой входят месторождения Вятско-Камское, Егорьевское и др. Месторождения желваковых фосфоритов обнаружены в Тунгусско-Вилюйском бассейне, а также в Бельгии, Франции, Великобритании.

CЕРНОЕ СЫРЬЕ

Сера была известна человеку с глубокой древности: упоминание о ней датируется 2000 годом до н.э. Использовали ее для приготовления косметических средств, позже пороха, для лечения кожных заболеваний. Как химический элемент сера впервые была охарактеризована А. Лавуазье в конце 70 – х гг. XVII века. Ее среднее содержание в земной коре 4,7.10-2 мас. %.

В природе встречается как связанная сера – в виде сульфатов, сульфидов, так и самородная. Она концентрируется также в нефтях, углях, горючем газе и некоторых минеральных водах.

Самородная сера бывает кристаллической и аморфной. Сера амфотерна, благодаря чему может окисляться и восстанавливаться. Природная сера нередко загрязнена глинистыми и органическими веществами, гипсом, жидкими углеводородами, она может содержать примеси Se, Te, As.

Наиболее важные соединения серы – сернистый ангидрит SO2, сероводород H2S и серная кислота H2SO4.

Источниками элементарной серы и сернистого ангидрида служат следующие виды сырья: самородная сера, нефть и природные горючие газы (в сырой нефти содержание с-ры может достигать 14 %, составляя в среднем около 5 %), сульфидные руды различных металлов, сульфатные руды (гипсы и ангидриты), битуминозные пески и ископаемые угли. Из нефти сера извлекается при крекинге и других процессах переработки. В составе природных горючих газов постоянно присутствует сероводород иногда до 20 %. При переработке сульфидных руд получают серную кислоту, сернистый ангидрит и элементарную серу. Месторождения гипса и ангидрита эксплуатируются лишь в некоторых странах из-за высокой стоимости извлечения серы из этих руд.

Наибольшее количество серного сырья (70 – 90 %) используется для получения серной кислоты, от 30 до50 % которой расходуется на изготовление фосфорных (суперфосфаты), азотных и частично калийных удобрений. Следующие по значению области потребления серной кислоты – производство различных химикатов (кислот, солей и др.) и очистка нефтепродуктов. Серную кислоту используют также при выработке красок и пигментов, синтетических волокон, взрывчатых веществ, моющих средств, пластмасс, искусственного каучука и в других отраслях промышленности. В больших количествах серная кислота расходуется при переработке урановых руд и получении урана. Новыми областями использования серы является производство серных асфальтов, бетонов, керамики и изоляторов.

Приповерхностные месторождения серы возникают на глубинах до 350 метров от поверхности. Они приурочены к склонам, подножьям и кальдерам вулканов или к межвулканическим впадинам. Рудные тела локализуются в слоях пористых пирокластических пород на пересечении их разломами и зонами трещиноватости. Форма рудных тел штоко-, линзо-, реже пласто- и трубообразная; размеры: длина 250 – 1300 метров, ширина 50 – 950 метров, мощность 50 – 150 метров. Развиваются процессы окварцевания, пропилитизации. Руды имеют массивную, очковую, полосчатую или прожилковую текстуры. Руды комплексные: наряду с серой можно добывать пирит-марказитовые руды, алунит, гипс и ангидрит. Запасы серы в отдельных месторождениях достигают десятков миллионов тонн. К этому подтипу относятся месторождения Камчатки и Курильских островов (Новое, Заозерное, Малотойваямское, Ветроваямское и др.), Японии, США и др.

Поверхностные месторождения уступают по размерам приповерхностным. Они фор-мируются из газовых или водных растворов на современных вулканах, в кратерных озерах. Выделяется несколько разновидностей месторождений. С у б л и м а ц и о н н ы е (эксгаляционные) месторождения возникают на вулканах с сольфатарной деятельностью. Сера отлагается на стенках кратеров, трещин, образует корки, налеты, щетки, жилки. Содержание серы 80 – 95 %, но запасы небольшие. Близки к эксгаляционным скопления н а т е ч н о й серы, откладывающиеся у выходов на поверхность термаль-ных вод. Сера в смеси с опалом формирует агрегаты, цементирует обломки пород. Содержание серы 45 – 90 %. Часто сублимационные и натечные агрегаты совмещены. В России они известны на вулканах островов Кунашир и Итуруп.

БОРНОЕ СЫРЬЕ

Считается, что бура была известна почти 4 тыс. лет назад, ее использовали для изго-товления амулетов. Позже ее употребляли при мумифицировании, добавляли в глазури. Как химический элемент бор был впервые получен Гей-Люссаком и Л. Тенаром в 1808 году. Кларк бора в земной коре составляет 1,2.10-3 %. Осадочные породы обогащены бором, а магматические – обеднены. Повышенные концентрации бора отмечаются в глинах и глинистых сланцах, фосфоритах, железо-марганцевых конкрециях, а также в подземных водах вулканически активных районов, в нефтяных водах и в грязевых вулканах. Содержание бора свойственно водам океанов, лагун и озер, куда он поступает из кор выветривания или с продуктами вулканических извержений.

Бор входит в состав 160 минералов, подавляющее большинство из них (свыше 100) являются боратами Mg, Ca, Na, и K, известны также боросиликаты и боралюмосиликаты. Лишь некоторые из минералов имеют промышленное значение. Для эндогенных руд – это датолит, данбурит, людвигит, суанит, котоит; в экзогенных рудах наиболее распространена бура, колеманит и улексит. В природе часто встречаются аксинит, турмалин, но в настоящее время эти минералы не используются.

Практическое использование бора и его соединений чрезвычайно разнообразно. Бор применяется более чем в ста отраслях промышленности и сельского хозяйства. Около 55 % борного сырья потребляют стекольная и керамическая промышленность для изготовления оптических стекол, теплоизолирующего стекловолокна, кислото- и огне-упорных изделий, эмалей, фарфора и др. От 15 до 30 % бора применяется для выработки моющих и отбеливающих веществ, в небольшом количестве в медицине, сталелитейной, резиновой, лакокрасочной промышленности. В сельском хозяйстве (10 % потребления) бор служит микроудобрением.

Магнезиальные скарны образуются на контакте доломитов, доломитовых известняков, магнезитов с гранодиоритами и диоритами. Форма скарновых залежей линзо- и плас-тообразные тела, реже отмечаются штоко- и жилообразные. Длина скарновых тел может достигать 1,5 км, мощность – десятки метров. Скарны сложены диопсидом, шпинелью, форстеритом, флогопитом, серпентином. По минеральному составу руд различают людвигитовые, суанитовые и котоитовые месторождения. Людвигитовые месторождения – наиболее глубинные, самые крупные из них имеют архейский возраст. Гипабиссальные месторождения – обычно мелкие, локализуются в экзоконтакте гранит-ных массивов, имеют преимущественно мезозойский возраст. Людвигит всегда сопровождается магнетитом, т.е. руды этих месторождений комплексные – железо-борные. Содержание B2O3 в рудах 4 – 10 %. Месторождения известны в России (Таежное в Якутии, в Забайкалье, Горной Шории), в Швеции, США.

Известковые скарны часто приурочены к зонам мезозойской и кайнозойской складчатости, образуются на контакте известняков или известково-силикатных пород с грано-диоритами и кварцевыми диоритами. Бороносные скарны – инфильтрационные. Пре-обладают пироксен-гранатовые скарны, нередко присутствует волластонит, который может иметь промышленное значение. Промышленно ценными боровыми минералами являются датолит и данбурит, локализующиеся в экзоскарнах. В эндоскарнах образуется аксинит и иногда турмалин, эти минералы промышленного значения не имеют. Ме-сторождения представлены пластообразными и линзовидными, круто-, реже пологопа-дающими залежами известковых скарнов (рис. 27.) размером до трех километров по простиранию. Залежи имеют мощность в десятки-сотни метров. Содержание B2O3 варьирует от 5 до 15 %. К известково-скарновым относятся месторождения Приморья (Дальнегорское), боропроявления на Урале, Сибири, за рубежом в Японии, Великобритании и др.